PENGAWETAN SUSU DENGAN PROSES PASTEURISASI DAN ULTRA HIGH TEMPERATURE (UHT)
TUGAS PROSES INDUSTRI PANGAN
Anggota Kelompok: 1. Aitia Mulyawati W. (09/289125/TK/36011) (09/289125/TK/36011) 2. Anggraeni Devi (09/285515/TK/35820) (09/285515/TK/35820) 3. Dea Hapsari Ardina Putri (07/250988/TK/32512) (07/250988/TK/32512) 4. Dede Setiadi (09/284614/TK/35402) (09/284614/TK/35402) 5. Nina Anggita Wardani W ardani (09/284660/TK/35426) 6. Prila Fitriana (09/281751/TK/35141) (09/281751/TK/35141) 7. Thomas Herdian Abi Putra (09/281201/TK/34852) (09/281201/TK/34852)
1
Pasteurisasi dan Mikroba I.
Pasteurisasi
A. Teori Pasteurisasi Pasteurisasi adalah proses pemanasan makanan atau minuman dengan tujuan membunuh mikroba yang merugikan seperti virus, protozoa, dan bakteri. Teknik pasteurisasi ini digunakan untuk mengawetkan mengawetkan bahan bahan pangan yang tidak tidak tahan suhu tinggi. Pasteurisasi ini tidak mematikan semua mikroorganisme, tetapi hanya mematikan mikroba yang bersifat patogen dan tidak membentuk spora. Mikroba yang dimusnahkan pada pasteurisasi adalah bakteri penyebab penyakit, misalnya Mycobacterium tuberculosis (penyebab penyakit TBC), Salmonella (penyebab kolera dan tifus), Shigella dysenteriae (penyebab disentri). Disamping itu, pasteurisasi juga dapat membunuh bakteri pembusuk yang tidak berspora, seperti: Pseudomonas, Achromobater, Lactobacillus, Leuconostoc, Proteus, Micrococcus, dan Aerobacter. Pasteurisasi tidak mematikan semua mikroorganisme, maka diharapkan ada mikroorganisme yang masih tahan dengan suhu pasturisasi, yaitu bakteri yang tahan terhadap panas,
misalnya
bakteri
asam
laktat
(Streptococcus
thermophilus),
Lactobacillus
thermophilus, Lcatobacillus lactic. Proses ini diberi nama sesuai dengan nama penemunya Louis Pasteur yang merupakan seorang ilmuwan Perancis. Tes pasteurisasi pertama diselesaikan oleh Pasteur dan Claude Bernard pada 20 April 1862. Proses pasteurisasi sering diikuti dengan teknik lain misalnya pendinginan atau pemberian gula dengan konsentrasi tinggi. Penggunaan gula berkonsentrasi tinggi akan menyebabkan terjadi perbedaan tekanan plasmolisis. Sehingga terjadi perbedaan tekanan antara tekanan dalam sel dengan tekanan susu mengandung gula tinggi. Hal ini menyebabkan mikroba mati. Sehingga gula dapat digunakan sebagai bahan pengawet. Produk-produk yang bisa dipasteurisasi antara lain: susu, anggur, jus buah, bir, madu, sari apel, dan makanan kaleng. Produk hasil pasteurisasi bila disimpan pada suhu kamar hanya bertahan 1 sampai 2 hari sedangkan jika disimpan pada suhu rendah dapat bertahan selama 1 minggu. Pasteurisasi memiliki tujuan:
2
1. Untuk membunuh bakteri patogen, yaitu bakteri yang berbahaya karena dapat menimbulkan penyakit pada manusia. Bakteri pada susu yang bersifat patogen misalnya Mycobacterium tuberculosis dan Coxiella bunetti. Selain itu, pasteurisasi dapat mengurangi populasi bakteri. Bakteri Mycobacterium tuberculosis adalah jenis bakteri yang tidak membentuk spora. 2. Untuk memperpanjang daya simpan bahan atau produk. Proses pasteurisasi sedikit memperpanjang umur simpan produk pangan dengan cara membunuh semua mikroorganisme patogen (penyebab penyakit) dan sebagian besar mikroorganisme pembusuk, melalui proses pemanasan. Karena tidak semua mikroorganisme pembusuk mati oleh proses pasteurisasi, maka untuk memperpanjang umur simpannya produk yang telah dipasteurisasi biasanya disimpan di refrigerasi yang beroperasi pada suhu rendah atau pendinginan dengan cepat setelah pemanasan diperlukan untuk mencegah tumbuhnya bakteri yang masih hidup. 3. Dapat menimbulkan citarasa yang lebih baik pada produk 4. Pada susu proses ini dapat menginaktifkan enzim fosfatase dan katalase yaitu enzim yang membuat susu cepat rusak. Fosfatase terdapat pada susu segar mentah dan diinaktifkan melalui pasturisasi. Walaupun proses ini hanya mampu membunuh sebagian populasi mikroorganisme, namun pasteurisasi ini sering diaplikasikan terutama jika: 1. Dikhawatirkan bahwa penggunaan panas yang lebih tinggi akan menyebabkan terjadinya kerusakan mutu (misalnya pada susu). 2. Tujuan utama proses pemanasan hanyalah untuk membunuh mikroorganisme patogen (penyebab penyakit, misalnya pada susu) atau inaktivasi enzim-enzim yang dapat merusak mutu (misalnya pada sari buah). 3. Diketahui bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan yang utama adalah mikroorganisme yang sensitif terhadap panas, misalnya khamir atau ragi pada sari buah). 4. Akan digunakan cara atau metode pengawetan lainnya yang dikombinasikan dengan proses pasteurisasi, sehingga sisa mikroorganisme yang masih ada setelah proses pasteurisasi dapat dikendalikan dengan metode pengawetan tersebut (misalnya pasteurisasi dikombinasikan dengan pendinginan, pengemasan dengan rapat tertutup, penambahan penambahan gula dan/atau asam, dan lain-lain). 3
B. Faktor Pasteurisasi Kebutuhan panas pada proses pasteurisasi dan daya simpan produk, dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain: 1. Jenis produk pangan Pada setiap jenis produk pangan yang berbeda, panas yang dibutuhkan untuk pasteurisasi akan berbeda antara bahan pangan yang satu dengan yang lain. Berikut adalah suhu pasteurisasi untuk setiap bahan pangan:
2. pH produk pangan Derajat keasaman produk pangan juga mempengaruhi kebutuhan panas pasteurisasi. Produk pangan dengan keasaman rendah (pH > 4,5), tujuan pasteurisasi adalah mendestruksi bakteri pathogen. Sedangkan, pada produk pangan dengan keasaman tinggi (pH < 4,5), tujuan pasteurisasi adalah destruksi mikrobia pembusuk dan enzim. 4
C. Metode dan Jenis Pasteurisasi Metode pasteurisasi yang umum digunakan antara lain: 1. Pasteurisasi dengan suhu tinggi dan waktu singkat ( High Temperature Short Time/HTST).
Misalnya
HTST
yang
diaplikasikan
pada
pasteurisasi
susu 0
membutuhkan proses pemanasan susu selama 15 – 16 detik pada suhu 71,7 – 75 C dengan alat Plate Heat Exchanger (PHE). Produk hasil pasteurisasi jenis HTST akan tahan sampai sampai dengan dengan satu minggu. minggu. 2. Pasteurisasi dengan suhu rendah dan waktu lama ( Low Temperature Long Time/LTLT). Misalnya LTLT yang diaplikasikan pada pasteurisasi susu membutuhkan 0
proses pemanasan susu pada suhu 61 C selama 30 menit. 3. Pasteurisasi dengan suhu sangat tinggi ( Ultra High Temperature). Misalnya UHT yang diaplikasikan pada produk susu membutuhkan proses pemanasan pada suhu 0
131 C selama 0,5 detik. Pemanasan dilakukan dengan tekanan tinggi untuk menghasilkan perputaran dan mencegah terjadinya pembakaran susu pada alat pemanas. Produk hasil pasteurisasi jenis UHT akan tahan t ahan sampai dengan enam bulan. Pada UHT, mikroba akan mati semua. Proses pasteurisasi dapat dilakukan dengan dua cara: 1. Pasteurisasi batch atau vat atau tidak kontinyu. 2. Pasteurisasi kontinyu.
D. Pasteurisasi Batch Pasteurisasi batch adalah metode pasturisasi tertua, paling sederhana dan paling cocok untuk memproses volume yang relatif kecil produk. Pasteurisasi batch dilakukan dengan memanaskan bahan pangan pada suhu dan waktu pasteurisasi tertentu, selanjutnya dikemas dalam kemasan steril dengan teknik pengisian hot filling. Pasteurisasi batch merupakan alat yang berupa tangki berjaket yang dikelilingi air atau uap yang bersirkulasi. Pemanasan dan pendinginan pada pasteurisasi batch, dilakukan dalam jaket, agar media pemanas maupun 5
pendingin tidak bercampur dengan bahan yang akan dipasteurisasi. Di dalam tangki, bahan dipanaskan selama holding time sambil diaduk kemudian didinginkan. Pendinginan dilakukan pada tangki yang sama dengan pemanasan. Pendinginan dilakukan dengan mengganti air panas dengan air dingin yang dialirkan melalui pipa yang sama. Pendinginan dilakukan 0
sampai suhu 4 C. Pasteurisasi juga ada yang dilakukan dengan cara memodifikasi aliran bahan. Misalnya pada bahan susu, bisa dipanaskan lebih dulu di plate atau tubular HE sebelum masuk ke dalam tangki batch. Pada pasturisasi batch terdapat beberapa komponen, antara lain: mechanical agitator, top filling line, dan special valve untuk pengosongan di bagian bawah. Selain itu juga terdapat indicating thermometer, air space thermometer, dan recording thermometer . Mechanical agitator pada pasteurisasi batch berfungsi untuk mengaduk produk saat pemanasan atau
pendingin agar partikel berat seperti gula dapat tercampur dan heat transfer menjadi lebih besar. Kekuatan agitasi harus diatur agar busa yang terbentuk tidak banyak. Indicating dan airspace thermometer dipakai untuk membaca suhu produk dan udara dalam batch
pasteuriser. Sedangkan record thermometer untuk membaca suhu dan waktu dari produk pasteuriser. Pasteurisasi cara batch biasanya digunakan oleh industri industri susu skala kecil mengingat kapasitas pengolahan susunya yang masih terbatas jumlahnya. Kebutuhan akan energi cukup besar untuk membuat air pemanas dan air pendingin untuk memanaskan dan mendinginkan susu, sementara susu yang dihasilkan dalam jumlah yang sedikit. Ini sangat berpotensi mengalami kerugian dalam setiap proses pasteurisasi susu. Pasteurise batch juga sering digunakan untuk memproses produk seperti yogurt, mentega susu, dan produk kental seperti es krim. Contoh operasi pada pasteuriser batch: produk susu yang dipanaskan pada 149 °F atau 65 °C selama 30 menit, diikuti dengan pendinginan cepat ke sekitar 39 ° F atau 4 ° C. Pada suhu di atas 66 °C terjadi degradasi flavor dan pemisahan krim terhambat karena lipida dari membran lemak telah rusak. Berikut adalah gambar dari pasteuriser batch:
6
E. Pasteurisasi kontinyu Pasteurisasi kontinyu dikenal juga dengan pasteurisasi HTST. Pasteurisasi dilakukan dengan menggunakan pelat pemindah panas (plate heat exchanger). PHE terdiri dari bagian pemanasan ( heating), regenerasi (regeneration), dan pendinginan ( cooling). Adanya bagian regenerasi dapat menghemat kebutuhan pemanas dan pendingin hingga 90%. Temperatur dan o
waktu minimum yang dibutuhkan pada metode HTST adalah 80 C selama 25 detik. Proses berlangsung tanpa terputus, yaitu bahan yang telah dipasteurisasi langsung dibawa ke tahap pendinginan dan langsung dikemas. Cara kontinyu menggunakan suhu yang lebih tinggi dengan waktu proses proses yang lebih singkat dibandingkan metode metode batch. Pasteurisasi cara HTST atau kontinyu dimanfaatkan oleh industri susu skala besar yang memerlukan teknologi tinggi serta energi yang besar pula. Contoh besar panas yang dibutuhkan untuk pasteurisasi kontinyu pada susu yaitu pemanasan dilakukan pada 161 °F atau 72 °C, setidaknya selama 16 detik, kemudian didinginkan sampai suhu 39 °F atau 4 ° C atau lebih dingin. Pada proses ini, 90-99% bakteri mati dan terjadi perubahan pada lemak, laktosa, dan kasein. Komponen Plate Heat Exchanger pada pasteurisasi kontinyu, antara lain: 1. Pemanas susu ( heater ) memanaskan susu dengan air panas hingga 80 ⁰C. 2. Regenarasi susu ( Regenerator ) memanaskan susu dari tangki pencampur dan susu dari unit heater.
7
3. Flow Diversion Valve (FDV), memindahakan aliran susu ke holder secara otomatis pada suhu susu yang telah ditetapkan (misalnya 80 ⁰C). 4. Penahan suhu ( holder ) mempertahankan suhu susu yang berasal dari heater selama 15-16 detik. 5. Pendingin awal (cooler) mendinginkan susu yang datang dari regenerator dengan air sumur. 6. Pendingin lanjut (chiller ) mendinginkan susu yang datang dari cooler dgn air es hingga suhu 4 – 8⁰C.
Berikut adalah gambar pasteurisasi kontinyu:
F. Perbedaan pasteuriser batch dan kontinyu Perbedaan pasteuriser batch dan kontinyu, antara lain: -
Keunggulan pasteuriser batch:
1. Pengoperasiannya Pengoperasiannya lebih sederhana dibandingkan dengan pasteuriser kontinyu. 2. Lebih mudah dikendalikan. 3. Jika terjadi kegagalan tidak menghentikan process line. -
Kelemahan pasteuriser batch:
1. Membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mendapatkan produk yang sudah terpasteurisasi terpasteurisasi dibandingkan pasteuriser kontinyu atau kecepatan produksinya produksinya rendah. 2. Kebutuhan energi untuk menyediakan air panas dan air dingin besar, sementara susu yang dihasilkan hanya sedikit. -
Keunggulan pasteuriser kontinyu: 8
1. Membutuhkan waktu yang lebih singkat untuk mendapatkan produk yang terpasteurisasi terpasteurisasi atau dengan kata lain, kecepatan produksinya tinggi. 2. Biaya operasionalnya murah. 3. Energinya diperlukan lebih kecil karena adanya regenerator yang dapat menghemat kebutuhan pemanas dan pendingin hingga 90%. -
Kelemahan pasteuriser kontinyu:
1. Susah untuk dikendalikan. 2. Jika terjadi kegagalan dapat menghentikan process line. 3. Pengoperasiannya Pengoperasiannya lebih kompleks dibandingkan dengan pasteuriser batch. Sedangkan perbandingan perbandingan proses pasteuriser dan UHT U HT adalah sebagai berikut:
Keuntungan
UHT
Pasteurisasi
- Proses berlangsung cepat
- tidak membutuhkan energi
- Kapasitas proses lebih besar
yang besar untuk suhu sangat tinggi
Kerugian
-
butuh
energi
yang
membangkitkan membangkitkan suhu tinggi
II.
besar
untuk - proses berlangsung lebih lama - kapasitas proses lebih rendah
Mikroba
Secara umum, pateurisasi ada 2 macam yaitu pasteurisasi batch dan pasteurisasi kontinyu. Pada proses batch, tidak ada aliran masuk dan aliran keluar pada saat proses pasteurisasi berjalan, sehingga penting untuk diketahui waktu yang diperlukan untuk mematikan mikrobamikroba dalam produk pada suhu tertentu. Pada proses kontinyu, terdapat aliran masuk dan aliran keluar yang harus diatur kecepatannya berdasarkan suhu operasi agar pada saat keluar, produk sudah bebas mikroba. Dari sini, diperlukan jumlah mikroba fungsi waktu dan fungsi suhu. Berikut ini adalah grafik perubahan populasi populasi mikroba terhadap waktu:
9
Jika kurva di atas dibuat dalam bentuk koordinat semilogaritmik, maka akan dihasilkan kurva yang linier, berikut adalah grafiknya:
Ketika kurva populasi mikroba per satuan waktu pada suatu satuan suhu disajikan dalam bentuk semilogaritma, akan diperoleh penurunan mikroba yang linear. Grafik ini disebut kurva survivor . Hubungan ini menggambarkan populasi mikroba dalam lingkungan yang bersuhu tetap selama selang waktu tertentu. Pada kurva survivor, waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan populasi mikroba hingga menjadi 1/10nya disebut sebagai ‗Waktu Penurunan Desimal‘ atau ―Decimal Reduction Time (D), atau D — value. value.
10
Berikut adalah Kurva Survivor pada suhu yang berbeda-beda:
Kurva semilogaritmik yang menghubungkan waktu penurunan desimal pada berbagai suhu akan menghasilkan kurva linier yang disebut ―Kurva Ketahanan terhadap Panas‖ suatu mikroba. Berikut adalah Kurva Ketahanan terhadap Panas:
Pada ―Kurva Ketahanan terhadap Panas‖, kenaikan suhu yang dibutuhkan untuk menurunkan populasi mikroba menjadi 1/10 populasi awalnya disebut sebagai ―Konstanta Ketahanan Panas‖, thermal resistance constant (Z), atau nilai Z.
11
Waktu Kematian karena panas, Thermal death time (F), waktu yang diperlukan untuk memperoleh penurunan populasi yang disyaratkan pada suhu tertentu (dalam menit). Berikut adalah Kurva Waktu Kematian karena Panas:
Jika kurva disajikan dalam bentuk Waktu Kematian Termal versus Suhu, maka grafiknya akan menjadi:
12
Pada kurva kecepatan kematian, Jika waktu reduksi desimal pada suhu
adalah D , pada
suhu T, D adalah:
log
(T
D
)
D
z
z-value adalah perubahan suhu yang dibutuhkan untuk menurunkan populasi mikroba hingga 1/10 populasi awal.
Untuk persamaan yang menghubungkan jumlah bakteri dengan waktu pemanasan dan nilai D pada suhu tertentu, adalah:
Nt = Jumlah bakteri setelah t menit.
No = Jumlah bakteri awal.
t = Waktu pemanasan.
D = Nilai D pada suhu tertentu.
Berikut adalah contoh soal: Tentukanlah waktu proses pemanasan pada suhu 280 F jika diketahui kandungan spora mikroba awal adalah 10 spora/g produk dan diinginkan peluang kebutuhannya adalah 1 kaleng dari 105 kaleng yang diproduksi (berat produk=330 g/kaleng). Diketahui D250 spora tersebut adalah 1,2 menit dan z=18 F. Jawab :
13
Asumsi : isi produk dalam 1 kaleng = 330 gram, jumlah spora mikroba awal untuk setiap kaleng adalah
Dengan menggunakan persamaan
Maka didapat
14
Pengawetan dan Pengolahan Susu Susu adalah cairan berwarna putih yang diperoleh dari pemerahan susu domba atau hewan menyusui lainnya yang dapat digunakan sebagai bahan pangan yang sehat. susu segar mengandung nutrisi lengkap yang sangat dibutuhkan tubuh, di antaranya 87 persen air, 4 persen laktosa (karbohidrat), 4 persen protein, 3 persen lemak, serta 2 persen campuran vitamin dan mineral (kalsium, fosfor, magnesium, kalium, seng, flourida). Sementara vitamin yang terkandung di dalam susu berupa vitamin larut lemak (A, D, E, K) dan vitamin larut air (B1, B2, B6, B12, niasin, folat, asam pantotenat, dan C). Susu segar merupakan bahan makanan yang bergizi tinggi karena mengandung zat-zat makanan yang lengkap dan seimbang seperti protein, lemak, karbohidrat, mineral, dan vitamin yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Nilai gizinya yang tinggi juga menyebabkan susu merupakan medium yang sangat disukai oleh mikrooganisme untuk pertumbuhan dan perkembangannya sehingga dalam waktu yang sangat singkat susu menjadi tidak layak dikonsumsi bila tidak ditangani secara benar. Susu sangat mudah rusak bila penanganan kurang tepat, untuk mencegah kerusakan pada susu adalah mengolah susu menjadi produk olahan. Proses pengolahan susu bertujuan untuk memperoleh susu yang beraneka ragam, berkualitas tinggi, berkadar gizi tinggi, tahan simpan, mempermudah pemasaran dan transportasi, sekaligus meningkatkan nilai tukar dan daya guna bahan mentahnya. Mikroorganisme yang berkembang didalam susu selain menyebabkan susu menjadi rusak juga membahayakan kesehatan masyarakat sebagai konsumen akhir. Disamping itu penanganan susu yang benar juga dapat menyebabkan daya simpan susu menjadi singkat, harga jual murah yang pada akhirnya juga akan mempengaruhi pendapatan peternak sebagai produsen susu. Proses pengolahan susu selalu berkembang sejalan dengan berkembangnya ilmu dibidang tekologi pangan. Dengan demikian semakin lama l ama akan semakin banyak jenis produk susu yang dikenal. Hal ini sangat menggembirakan dan merupakan langkah yang sangat tepat untuk mengimbangi laju permintaan pasar. Banyak jenis bahan makanan yang dapat dibuat dari bahan baku susu. Antara lain jenis produk susu yang sudah dikenal dikalangan masyarakat adalah es krim, susu bubuk, susu kental, mentega, yoghurt yang dihasilkan melalui proses homogenisasi, sterilisasi, pasteurisasi dan fermentasi.
15
Ciri – ciri susu segar adalah sebagai berikut :
1. Tidak terlalu encer 2. Tidak memiliki aroma yg kuat 3. Ada sedikit rasa manis dr laktosa (gula susu) 4. Warnanya putih sampai sedikit kekuningan (akibat larutan zat karoten dlm lemak susu) 5. Belum terpisahnya lemak dg bagian susu yg lain 6. Tidak terdapat lendir 7. Tidak ada penggumpalan protein susu yg sering terjadi jika susu mulai mengalami proses pengasaman. PENGAWETAN SUSU
Sedangkan proses proses pengawetan susu itu sendiri antara lain : 1. Pasteurisasi Proses pengawetan untuk memperpanjang masa simpan susu, dengan cara pemanasan dibawah 100 °C. Pemanasan ini tidak mengubah komposisi gizi susu. Namun susu pasteurisasi harus tetap disimpan pada susu yg dingin. Susu berlabel pasteurized, di pasar swalayan terdapat di rak2 pendingin.
2. Sterilisasi Proses pemanasan susu pada suhu tidak kurang dari 100°C selama waktu tertentu. Susu ini sudah aman dari bakteri dan jamur, jadi siap diminum. Penyimpannya tidak harus di rak pendingin, tetapi bila kemasan sudah dibuka, sisa susu harus disimpan di lemari pendingin. Jenis susu ini biasanya dikemas dalam kotak karton (tetra pack), ada yg memiliki rasa dan aroma, ada juga yang lain. Contohnya : susu Ultra
3. Homogenized Artinya, lemak di dalam susu sdh disebar secara merata. Butirannya menjadi lebih halus, tetapi sifat dan rasanya tidak berbeda dengan susu hasil pasteurisasi. Susu yang telah melalui proses ini lebih awet dibanding pasteurisasi, karena proses ini menghambat kerja enzim lipase yg merusak butir2 lemak.
16
SNI susu
17
A. Susu Pasteurisasi
– 66ºC Susu pasteurisasi merupakan susu segar yang diberi perlakuan panas 63ºC 63ºC – 66ºC selama minimum 30 menit atau pemanasan 72ºC selama minimum 5 detik, kemudian segera didinginkan sampai 10ºC, selanjutnya diperlakukan secara aseptis dan disimpan pada suhu maksimum 4,4ºC. Susu jenis ini memiliki umur simpan sekitar 14 hari
Pasteurisasi dengan metode HTST o
Bahan baku susu segar pada suhu 4 C dialirkan dari balance tank ke dalam regenerator pasateurisasi. Bahan baku dinaikkan suhunya menjadi 57° C - 68° C dengan panas dari aliran susu pasteurisasi panas secara counter current yang dipisahkan oleh plat stainless steel tipis. Bahan baku kemudian melalui timing pump sebelum memasuki heater .
18
o
Bahan baku kemudian masuk ke pemanas untuk dipanaskan hingga suhunya 72 C. Susu pada suhu pasteurisasi dan tekanan rendah dialirkan ke holding tube untuk ditahan selama 16 detik. Kecepatan maksimum diatur olah timing pump. Di ujung holding tube, susu melewati temperature sensors pada indicating thermometer dan recorder-controller, kemudian susu melalui flow diversion device (FDD). FDD mengatur agar susu yang keluar merupakan susu yang sudah dipanaskan dengan suhu pasteurisasi(>72° C). Susu yang belum terpanaskan secara sempurna akan dialirkan kembali ke balance tank sedangkan susu pasteurisasi yang sudah terpanaskan dengan baik akan masuk regenerator yang mana akan memberikan panas panas pada susu bahan baku baku dingin sehingga suhu susu susu turun menjadi sekitar 32° C - 9° C. o Susu hangat akan melalui cooling section dimana suhu didinginkan hingga 4 C atau
kurang dengan pendingin dari arah berlawanan. Kemudian susu pasteurisasi dingin menuju vacuum breaker yang berada sekurangnya 12 inchi lebih tinggi dari tempat bahan baku
dingin untuk memastikan tidak ada aliran hisap dari arah pasteurisasi. Kemudian susu dialirkan ke tangki penyimpanan untuk unit pengisian pada bagian pengemasan.
Gambar 1. Flow Diagram Process Process HTST HTST Pasteurizer Pasteurizer
Peralatan utama dalam proses HTST Pasteurizer , antara lain : 1. Balance Tank
Tangki dengan level yang konstan berarti dapat memberikan suplai susu yang konstan juga. Tangki ini dilengkapi dengan float valve assembly yang akan mengontrol level cairan sehingga tetap terjaga konstan dengan memastikan pressure head pada produk yang
19
meninggalkan tangki tetap seragam. Level overflow harus selalu berada di bawah level terendah susu pada generator. Sehingga dapat membantu mempertahankan tekanan tinggi pada daerah pasteurisasi dari heat exchanger . Balance tank ini juga mencegah udara masuk ke pasteurizer dengan menempatkan menempatkan bagian atas pipa pengeluaran lebih rendah daripada titik terendah di tangki tersebut dan memberikan kemiringan setidaknya 2 %. Balance tank memberikan sarana resirkulasi bagi susu pasteurisasi.
Gambar 2. Balance Tank 2. Regenerator
Kebutuhan energi untuk pemanasan dan pendinginan dapat ditekan dengan menggunakan regenerator yang memanfaatkan panas dari susu pasteurisasi untuk menghangatkan susu dingin yang masuk. Efisiensi regenerator dapat dihitung sebagai berikut:
Contoh : o
Susu dingin masuk ke dalam sistem pada suhu 4 C. Setelah proses regenerasi pada suhu o
o
65 C, susu keluar sistem pada suhu 72 C. Sehingga memberikan sekitar 89,7 % regenerasi.
20
3. Holding tube Holding tube memberikan kemiringan ¼‖ / ft dan mengeliminasi kemungkinan
adanya udara yang terjerap sehingga tidak ada yang mengalir lebih cepat pada air pocket restriction.
4. Flow Diversion Device (FDD) Flow Diversion Device (FDD) yang sering juga disebut sebagai Flow Diversion Valve (FDV) terletak pada bagian ujung tempat arus keluar pada holding tube. Pada dasarnya, FDD o
merupakan 3-way valve dimana untuk temperatur lebih tinggi dari 72 C FDD akan membuka ke forward flow. Langkah ini membutuhkan tenaga ekstra. Sedangkan untuk temperatur di o
bawah 72 C, valve kembali menutup pada keadaan semula dan mengalihkan susu kembali ke balance tank . Penting untuk diingat bahwa FDD beroperasi pada suhu yang terukur bukan
waktu di akhir periode holding. Flow Diversion Device (FDD) terbagi menjadi 2 tipe, sebagai berikut :
1. Single stem Single stem merupakan tipe dengan sistem valve lama yang memiliki kelemahan tidak
dapat dibersihkan di tempat. 2. Dual stem Dual stem terdiri dari 2 kran tersusun seri sebagai cadangan jika terjadi kegagalan sistem.
FDD tipe ini dapat dibersihkan di tempat dan lebih tepat digunakan untuk sistem otomatisasi.
Gambar 3. Flow Diversion Device
21
B. Susu UHT
Susu Ultra High Treatment (UHT) merupakan produk susu yang diperoleh dengan cara mensterilkan suhu minimal pada suhu 135ºC selama 2 detik, dengan atau tanpa penambahan bahan tambahan makanan yang diijinkan, serta dikemas secara aseptis. Pengolahan di pabrik untuk mengkonversi susu segar menjadi susu UHT juga harus dilakukan dengan sanitasi yang maksimum yaitu dengan menggunakan alat-alat yang steril dan meminimumkan kontak dengan tangan. Seluruh proses dilakukan secara aseptik. Susu UHT dikemas secara higienis dengan menggunakan kemasan kemasan aseptik multilapis multi lapis berteknologi canggih. Kemasan multilapis ini kedap udara sehingga bakteri pun tak dapat masuk ke dalamnya. Karena bebas bakteri perusak minuman, maka susu UHT pun tetap segar dan aman untuk dikonsumsi. Selain itu kemasan multilapis susu UHT ini juga kedap cahaya sehingga cahaya ultra violet tak akan mampu menembusnya dengan terlindungnya dari sinar ultra violet maka kesegaran susu UHT pun akan tetap terjaga. Setiap kemasan aseptik multilapis susu UHT disterilisasi satu per satu secara otomatis sebelum diisi dengan susu. Proses tersebut secara otomatis dilakukan hampir tanpa adanya campur tangan manusia sehingga menjamin produk yang sangat higienis dan memenuhi standar kesehatan internasional. Dengan demikian teknologi UHT dan kemasan aseptik multilapis menjamin susu UHT bebas bakteri dan tahan lama tidak membutuhkan bahan pengawet dan tak perlu disimpan di lemari pendingin hingga 10 bulan setelah diproduksi. Susu yang rusak akibat aktivitas mikroorganisme antara lain ditandai dengan : (1) pengasaman dan penggumpalan akibat fermentasi laktosa menjadi asam laktat sehingga pH menurun dan kemungkinan terjadi penggumpalan kasein, (2) berlendir seperti tali karena terjadinya pengentalan dan pembentukan lendir sebagai sebagai akibat pengeluaran bahan seperti kapsul dan bergetah oleh beberapa jenis bakteri, (3) penggumpalan tanpa penurunan pH akibat aktivitas bakteri seperti Bacillus cereus yang menghasilkan enzim yang mencerna lapisan tipis fosfolipid di sekitar butirbutir susu.
22
Pembuatan Susu UHT
Macam Proses
Beberapa tahun perkembangan dalam teknologi pengolahan susu, pembuatan susu UHT (Ultra Heat Treatment) dilakukan dengan proses dan bahan baku yang berbeda (susu sapi, susu kambing, kedelai), adapun macam pembuatan susu UHT dari susu sapi adalah : A. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses One Stage B. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses Two Stage C. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses E.T.P.I.
A. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses One Stage Pertama-tama susu sapi distandarisasi oleh Koperasi Susu, dimana proses standarisasi susu meliputi beberapa pengujian, pengujian, meliputi : uji fisik (warna, bau, uji pemalsuan, berat jenis), uji kimia (kadar lemak, laktosa, l aktosa, solid), uji kualitas mikrobiologis (Enterobacteriaceae, (Enterobacteriaceae, E.Coli, Total plate count). Susu sapi kemudian dipekatkan pada evaporator sampai dengan kadar 45%-50%. Susu sapi pekat kemudian dilakukan Pasteurisasi yang bertujuan untuk membunuh bakteri pathogen dan untuk mengurangi populasi bakteri lainnya dalam susu sapi. Pasteurisasi dilakukan pada suhu 62 C selama 30 menit. Untuk proses one stage ini, dilakukan satu kali pemanasan tinggi (Ultra Heat Treatment
UHT)
pada sterilizer yang bertujuan untuk
membunuh semua bakteri baik bakteri pathogen maupun bakteri non-pathogen. Sterilisasi dilakukan pada suhu 110 C - 120C dengan waktu 10-40 menit. Susu steril yang sudah dipanaskan dapat disebut sebagai susu ultra atau susu UHT. Susu UHT kemudian dihomogenisasi dihomogenisasi untuk menyeragamkan menyeragamkan globula protein,dan pro tein,dan kemudian ditampung pada tangki produk dengan waktu penyimpanan maksimal selama 3 hari.
Gambar 4. Flow Diagram Process Process Pembuatan Susu UHT dengan 1 Stage
23
B. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses Two Stage Pertama-tama susu sapi distandarisasi oleh Koperasi Susu, dimana proses standarisasi susu meliputi beberapa pengujian, pengujian, meliputi : uji fisik (warna, bau, uji pemalsuan, berat jenis), uji kimia (kadar lemak, laktosa, l aktosa, solid), uji kualitas mikrobiologis (Enterobacteriaceae, E.Coli, Total plate count). Susu sapi kemudian dipekatkan pada evaporator sampai dengan kadar 45%-50%. Susu sapi pekat kemudian dilakukan Pasteurisasi yang bertujuan untuk membunuh bakteri pathogen dan untuk mengurangi populasi bakteri lainnya dalam susu sapi. Pasteurisasi dilakukan pada suhu 62 C selama 30 menit. Untuk proses two stage ini, dilakukan dua kali pemanasan tinggi (Ultra Heat Treatment
UHT)
pada sterilizer yang bertujuan untuk
membunuh semua bakteri baik bakteri pathogen maupun bakteri non-pathogen. Sterilisasi pertama dilakukan pada suhu 110 C - 120C dengan waktu 10-40 menit. Sterilisasi kedua dilakukan pada suhu 135 C - 155C dengan waktu 2-5 detik. Susu steril yang sudah dipanaskan dapat disebut sebagai susu ultra atau susu UHT. Susu UHT kemudian dihomogenisasi dihomogenisasi untuk menyeragamkan menyeragamkan globula protein,dan pr otein,dan kemudian ditampung pada tangki produk dengan waktu penyimpanan maksimal selama 7 hari.
Gambar 5. Flow Diagram Process Process Pembuatan Susu UHT dengan 2 Stage
C. Pembuatan Susu UHT Dengan Proses E.T.P.I. Pertama-tama susu sapi distandarisasi oleh Koperasi Susu, dimana proses standarisasi susu meliputi beberapa pengujian, pengujian, meliputi : uji fisik (warna, bau, uji pemalsuan, berat jenis), uji kimia (kadar lemak, laktosa, l aktosa, solid), uji kualitas mikrobiologis (Enterobacteriaceae, E.Coli, Total plate count). Susu sapi kemudian dilakukan Pasteurisasi yang bertujuan untuk membunuh bakteri pathogen dan untuk mengurangi populasi bakteri lainnya dalam susu sapi. Pasteurisasi dilakukan pada suhu 85°C selama 30 menit. Selama Pasteurisasi berlangsung, maka terbentuk cream pada bagian atas susu dan dipisahkan pada centrifugal separator untuk kemudian dikemas sebagai produk tangki deodorizer untuk menghilangkan bau pada susu. 24
Tangki deodorizer bekerja pada tekanan vacuum – 2,5 2,5 atm dengan suhu 55°C. Susu hasil deodorizer kemudian dihomogenisasi pada homogenizer yang bekerja pada tekanan 150 psi (10,2 atm) untuk menyeragamkan globula protein dan lemak. Untuk proses E.T.P.I. ini, dilakukan satu kali pemanasan tinggi (Ultra Heat Treatment » UHT) pada sterilizer yang bertujuan untuk membunuh semua bakteri baik bakteri pathogen maupun bakteri non-pathogen. Sterilisasi dilakukan pada suhu 140°C dengan waktu 15 detik. Susu steril yang sudah dipanaskan dapat disebut sebagai susu ultra atau susu UHT. Susu UHT kemudian ditampung pada tangki produk dengan waktu penyimpanan antara 7 - 30 hari.
Gambar 6. Flow Diagram Process Pembuatan Susu UHT dengan ETPI
25
Perbedaan UHT dan pasteurisasi pada pembuatan susu:
26
